[发明专利]焊料接合部的品质管理方法及品质管理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种进行树脂基板端子和电子部件端子的焊料接合部的品质管理的技术。

背景技术

作为在由环氧树脂等树脂母材和铜等金属配线构成的印刷(print)基板或积层(build up)基板(以下，总称为树脂基板)的端子上接合电子部件端子的技术，广泛使用软钎焊。通常广泛使用回流方式，即，在树脂基板的端子上丝网印刷焊膏，在定位、搭载电子部件的电极后，在炉内对基板整体进行加热而进行软钎焊。

但是，由于回流方式是对基板整体进行加热，所以也将所搭载的电子部件暴露在相同程度的热负荷中。因此，对于包含耐热性较低的要素(例如发光二极管、树脂成型部件等)的封装部件，无法利用成为大于或等于其耐热温度上限的高温的处理炉进行处理。对于这种低耐热性部件，采取下述方法，即，向基板端子和部件端子的接合部局部地供给热和焊料而实现电气接合，以使得封装温度不上升至耐热温度上限的方法(以下，称为局部加热安装方式)。

作为这种局部加热安装方式的代表例，广泛使用将焊丝和高温的烙铁向上述接合部供给并进行接合的焊料烙铁方式，但生产性低以及存在人工作业的波动性成为课题，并不适于多引脚、窄间距、大量生产的部件软钎焊。

作为适合上述生产方式的局部加热安装方式，已知下述方法，即，取代利用高温的烙铁供给热能，而利用由控制装置精密定位的射线束向接合部供给热能。作为射线束，较多地使用半导体激光，但并不限定于此(以下，作为代表而称为激光焊料方式)(参照例如非专利文献1)。

在激光焊料方式中，由于可以在短时间(大致1秒以内)内向极微小的接合部(束斑直径为小于或等于大致1mm)以高位置精度供给热能，所以易于自动化·高速化，适于多引脚、窄间距、大量生产的部件软钎焊。

另外，除了同时供给焊丝和热能的方法以外，即使对于预先在部件电极或者基板电极或者这两者上形成预备焊料的方法，激光焊料方式也同样有利。

非专利文献1：村上喜作，“半導体レ一ザはんだ付け装，光アライアンス，2003年3月号”，p.32-36

发明内容

但是，本申请发明人发现下述问题，即，在激光焊料方式中，接合部处的短时间内的过渡性温度-时间变化的特性(以下，简称为温度特性)，容易随着每次接合而产生波动，其对接合品质造成较大影响。其原因在于，进行物质(焊料)和热能(激光束)的供给，并且在短时间的过程中同时·连续地发生焊料的熔融·浸润扩展·凝固等多个现象，与此相应地，温度特性相对于焊料的供给速度、预备焊料量及激光功率的波动、由电极表面状态的不同引起的浸润性波动、接合部的热容量(电极厚度、预备焊料的量、基板的厚度等)的波动等，而敏感地变化。

上述现象是局部加热安装方式中所特有的现象，在仅施加热能的电阻焊接、接合时间较长的焊接以及硬钎焊中不产生。另外，在这里所谓的接合品质，通常多指：(1)通过将焊料以适当的量转印至接合部上，发生浸润扩展而形成焊脚(fillet)，从而形成良好的金属接合界面，由此可以确保接合的可靠性。

但是，(2)也要求不会由于接合部的过度吸热而在树脂基板的端子下部的金属和树脂母材的界面上产生热老化。虽然这种界面的树脂老化在制品出厂初期不会显现出品质不良，但可能由于市场中的热冲击及吸湿而引起界面剥落及与其相伴的金属配线的断线。

由于如上述(2)所示的基板的金属和树脂母材的界面的热老化状态，难以在制品出厂时通过用于得到电气导通的电气试验及外观试验进行判别，而且，上述界面并不是完全剥离，所以存在下述问题点，即，难以应用日本特开2000-261137号公报中公开的根据界面热传导的不同而进行判别的方法。

另外，上述(2)所记述的接合品质中的课题与在低耐热性的树脂基板上的安装相关，是在应用于树脂基板的局部加热安装方式中所特有的课题，而在主要进行金属之间的接合的电阻焊接、焊接、硬钎焊中不产生该课题。

而且，日本特开2000-261137号公报所公开的技术存在下述问题点，即，除了软钎焊工序以外还需要另外追加的工序，使准备时间变长。另外，在通过后段的检查工序连续地发现不合格的情况下，存在下述问题点，即，由于对前段的软钎焊工序以及更前段的工序的原因调查及工序修正的时机延迟，而生产了大量不良品。并且，由于在检查工序中施加追加的热能，所以存在促进基板的金属和树脂母材的界面的热老化的问题点。